Evaluering av effekter av forskjellige tørkeprosesser og hjelpestoffer på hygroskopisiteten til Scutellariae Radix og Coptidis Rhizoma-ekstrakter basert på fysisk fingeravtrykkspektrum Ⅱ
Sep 02, 2024
Fig. 3 Lastspredningsdiagram for PCA-modellanalyse
Fig. 4 Scorediagram for PCA-modellanalyse
2.2.6 PLS-par med pulver H
De 12 fysiske egenskapsparametrene ble standardisert og brukt som uavhengige variabler, og pulverets H ble brukt som avhengig variabel for PLS-modellanalyse. Variabel betydning for projeksjonen (VIP) av de pulveraktige egenskapene til ekstraktpulveret på dets hygroskopisitet er vist i figur 5. Hvis VIP-verdien er større enn 1, har den uavhengige variabelen en signifikant innvirkning på den avhengige variabelen. Studien fant at spenn, bredde, SSA, D50, Dc, Da, H og HR har en betydelig innvirkning på H, noe som gjenspeilerstabiliteten til materialet pulver. Dc, span og SSA er henholdsvis akkumulering, uniformitet og overflatemorfologiindeks. Derfor, i-prosess produksjon, denhygroskopisiteten til ekstraktpulveretkan forbedres gjennom parameterindikatorer somstabilitet, uniformitet og overflatemorfologi til materialet pulver.
Klikk for mer informasjon
2.3 Studie av hjelpestoffers påvirkning på hygroskopisiteten til ekstraktpulver
Den kjemiske sammensetningen av tradisjonell kinesisk medisinekstraktpulver er kompleks, og inneholder mange svært hygroskopiske ingredienser som sukker og stivelse. Den er svært viskøs og absorberer lett fuktighet, noe som gir vanskeligheter i den påfølgende forberedelsesstøpeprosessen. Det kan trekkes ut ved å optimalisere tørkeprosessen. Raffinering fjerner ineffektive hygroskopiske ingredienser og legger til fuktsikre hjelpematerialer for å redusere hygroskopisiteten. Forsøket valgte 5 vanlige hjelpestoffer i faste preparater som laktose, -cyklodekstrin, dekstrin, mikrokrystallinsk cellulose og pregelatinisert stivelse, og malte og blandet ekstraktpulveret og hjelpestoffene i forholdet 1:1 for å fremstille en farmasøytisk hjelpestoffblanding. Og metoden med "navnet på tradisjonell kinesisk medisin-tørkemetode-type hjelpestoffer" ble brukt for koding for å studere dens innvirkning på hygroskopisitet.
2.3.1 Konstruksjon av dynamisk todimensjonal karakteriseringsteknologi for hygroskopisitet
Tid brukes som den uavhengige variabelen for å karakterisere den dynamiske fuktabsorpsjonsprosessen til CME-er under normal temperatur og trykk, og deretter er kurven for fuktabsorpsjonshastighet og tid utstyrt med en matematisk modell for å utlede parametere som representerer karakteristikkene til kurven. Fra fuktighetsabsorpsjonsmengde og fuktabsorpsjonshastighet 2 To perspektiver beskriver samtidig den dynamiske fuktabsorpsjonsprosessen, og danner et todimensjonalt klassifiseringssystem [17]. Forskning viser at CME-er samsvarer med den dobbelteksponensielle modellen og den førsteordens kinetiske modellen [18]. Den første ordens kinetiske modellen ble valgt for eksperimenttilpasning for å oppnå likevektsfuktighetsabsorpsjonshastigheten (F∞), halvlikevektsfuktighetsabsorpsjonstid (t1/2) og førsteordens kinetiske konstanter. (k) og den innledende fuktighetsabsorpsjonshastigheten (K0), som beskriver hele den dynamiske fuktighetsabsorpsjonsprosessen. Førsteordens kinetiske modell og Taylor-utvidelse er vist i henholdsvis formler (11) og (12), og forholdet mellom indikatorer er vist i formler (13) og (14).
Ft＝F∞(1－e−kt) (11)
Ft＝F∞[kt－2!/(kt)2+3!/(kt)
3–…＋(−n)!/(−kt)(n 12)
K0=F∞k (13)
T1/2＝ln2/k (14)
Blant dem representerer F∞ likevektsfuktighetsabsorpsjonshastigheten til CMEer, som gjenspeiler den totale mengden fuktighetsabsorpsjon. Jo mindre t1/2 er, desto raskere når CME-ene likevekt, og det er også en indikator på styrken til hygroskopisitet. Derfor er F∞ og t1/2 kombinert med de to vinklene for total fuktabsorpsjon og fuktighetsabsorpsjonshastighet for sammen å reflektere styrken til hygroskopisitet. F∞ og t1/2 er kombinert for å konstruere et todimensjonalt koordinatsystem. I henhold til egenskapene til hygroskopisitet til CMEer, er F∞ valgt =15%, 1/t1/2=0.05 h−1 er koordinatsenteret, og pulverene er delt inn i 4 kategorier i henhold til deres hygroskopisk oppførsel: ① Stor fuktighetsabsorpsjonskapasitet i likevekt og rask fuktighetsabsorpsjonshastighet; ② Stor likevektsfuktighetsabsorpsjonskapasitet og langsom fuktighetsabsorpsjonshastighet; ③ Balansen fuktighetsabsorpsjonskapasitet er liten og fuktighetsabsorpsjonshastigheten er langsom; ④ Balansen fuktighetsabsorpsjonskapasitet er liten og fuktighetsabsorpsjonshastigheten er rask.
Fig. 6 Hygroskopiske kurver av prøver av Scutellariae Radix med forskjellige tørkemetoder og medisinblanding
Fig. 7 Hygroskopiske kurver av Coptidis Rhizoma prøver med forskjellige tørkemetoder og medisinblanding
2.3.3 Todimensjonale karakteriseringsresultater av hygroskopisitet av CME-er og blandinger av medikament-hjelpestoffer
Den første-ordens kinetiske modellen ble brukt for å tilpasse de hygroskopiske kurvene til hver CME og dens blandinger med forskjellige hjelpestoffer, og analysen ble utført i henhold til den etablerte todimensjonale karakteriseringsmetoden. Studien fant at prøvene av de tre tørkemetodene av scutellaria-ekstraktpulveret som ble målt tilhørte den andre kategorien, med stor fuktighetsabsorpsjon i likevekt og langsom fuktighetsabsorpsjonshastighet. De fleste av legemiddel-hjelpestoffblandingene tilhørte den tredje kategorien, med forskjellig F∞ og t1/2, liten fuktighetsabsorpsjon i likevekt og langsom fuktighetsabsorpsjonshastighet. Blant dem var likevektsfuktighetsabsorpsjonen av medikament-hjelpestoffblandingen av scutellaria atmosfærisk trykktørket prøve og -cyklodekstrin den minste, og fuktighetsabsorpsjonshastigheten til medikament-hjelpestoffblandingen av scutellaria vakuumtørket prøve og -cyklodekstrin var den minste. . Etter tilsetning av hjelpestoffer ble dens hygroskopisitet forbedret;
Atmosfærisk trykk og sprayekstraktpulvere til Coptis chinensis tilhørte den andre kategorien, og dens blandinger av medikament-hjelpestoffer tilhørte alle den tredje kategorien. Blant dem hadde medikament-hjelpestoffblandingen av vakuumprøven av Coptis chinensis og laktose den minste fuktighetsabsorpsjonen i likevekt, og blandingen av medikament-hjelpestoffet av vakuumprøven av Coptis chinensis og -cyklodekstrin hadde den minste fuktighetsabsorpsjonshastigheten. Resultatene er vist i figur 8. -cyklodekstrin har åpenbare fordeler ved å redusere likevektsfuktighetsabsorpsjonen til Coptis chinensis og Scutellaria baicalensis og redusere deres fuktighetsabsorpsjonshastighet. På grunn av eksistensen av hulromsstrukturen, blir hjelpematerialene og ekstraktpulveret fullstendig malt og blandet, og en del av ekstraktpulveret kommer inn i hulrommet og danner overflateomviklede partikler, som gjør partiklene (D50) større, partikkelgapet forholdet (Ie) synker, og SSA med luft reduseres, og reduserer dermed hygroskopisiteten til materialet. Den sekundære indeksbestemmelsen av medikament-hjelpestoffblandingen bekrefter det også ytterligere. Laktose kan redusere likevektsfuktighetsabsorpsjonen av vakuumtørket Coptis chinensis ekstraktpulver betydelig, noe som kan skyldes at det i seg selv ikke har noen hygroskopisitet. Når det males med ekstraktpulveret, vil fine hjelpematerialpartikler feste seg til overflaten av ekstraktet, noe som reduserer kontaktområdet med miljøet og reduserer fuktighetsabsorpsjonen i likevekt.
2.3.3 Todimensjonale karakteriseringsresultater av hygroskopisitet av CME-er og blandinger av medikament-hjelpestoffer
Den første-ordens kinetiske modellen ble brukt for å tilpasse de hygroskopiske kurvene til hver CME og dens blandinger med forskjellige hjelpestoffer, og analysen ble utført i henhold til den etablerte todimensjonale karakteriseringsmetoden. Studien fant at prøvene av de tre tørkemetodene for Scutellaria-ekstraktpulveret som ble målt tilhørte den andre kategorien, med stor fuktighetsabsorpsjon i likevekt og langsom fuktighetsabsorpsjonshastighet. De fleste av legemiddel-hjelpestoffblandingene tilhørte den tredje kategorien, med forskjellig F∞ og t1/2, liten fuktighetsabsorpsjon i likevekt og langsom fuktighetsabsorpsjonshastighet. Blant dem var likevektsfuktighetsabsorpsjonen av medikament-hjelpestoffblandingen av Scutellaria atmosfærisk trykk-tørket prøve og -cyklodekstrin den minste, og fuktighetsabsorpsjonshastigheten til medikament-hjelpestoffblandingen av Scutellaria vakuumtørket prøve og -cyklodekstrin var den minste. . Etter tilsetning av hjelpestoffer ble dens hygroskopisitet forbedret;
Atmosfærisk trykk og sprayekstraktpulvere til Coptis chinensis tilhørte den andre kategorien, og dens blandinger av medikament-hjelpestoffer tilhørte alle den tredje kategorien. Blant dem hadde medikament-hjelpestoffblandingen av vakuumprøven av Coptis chinensis og laktose den minste fuktighetsabsorpsjonen i likevekt, og blandingen av medikament-hjelpestoffet av vakuumprøven av Coptis chinensis og -cyklodekstrin hadde den minste fuktighetsabsorpsjonshastigheten. Resultatene er vist i figur 8. -cyklodekstrin har åpenbare fordeler ved å redusere likevektsfuktighetsabsorpsjonen til Coptis chinensis og Scutellaria baicalensis og redusere deres fuktighetsabsorpsjonshastighet. På grunn av tilstedeværelsen av en hulromsstruktur, blir hjelpestoffene og ekstraktpulveret fullstendig malt og blandet, og en del av ekstraktpulveret kommer inn i hulrommet og danner overflatebelagte partikler, som gjør partiklene (D50) større, partikkelgapforholdet ( Dvs.) avtar, og SSA med luft avtar, og reduserer dermed hygroskopisiteten til materialet. Den sekundære indeksbestemmelsen av medikament-hjelpestoffblandingen bekrefter også dette ytterligere. Laktose kan redusere likevektsfuktighetsabsorpsjonen av vakuumtørket Coptis chinensis ekstraktpulver betydelig. Det kan være fordi det i seg selv ikke har noen hygroskopisitet. Når det males sammen med ekstraktpulveret, vil fine hjelpestoffpartikler feste seg til overflaten av ekstraktet, noe som reduserer kontaktområdet med miljøet og reduserer fuktighetsabsorpsjonen i likevekt.
3 Diskusjon
Teknologien for å forbedre hygroskopisiteten til kinesisk medisinekstrakter er delt inn i hjelpestoffmodifikasjon og prosessmodifikasjon. Ulike tørkemetoder hører til prosessmodifikasjon, og bruk av svakt hygroskopiske hjelpestoffer for blanding eller medikament-hjelpestoff-sammaling, partikkelbelegg, granulering, innkapsling og belegging er hjelpestoffmodifikasjoner [19]. I dette eksperimentet ble ekstraktpulver oppnådd ved forskjellige tørkemetoder av Scutellaria baicalensis og Coptis chinensis brukt som forskningsobjekter. De fysiske fingeravtrykkene og likhetsmatrisene for hver prøve ble etablert med 12 fysiske parametere som tilsvarer 5 primære indikatorer for å evaluere forskjellene i effekten av forskjellige tørkemetoder på pulveret.
The stacking and stability of the extract powders dried at normal pressure and vacuum were good, which may be because they underwent crushing and sieving after drying. The secondary indicators Da and Dc related to density became larger in the preparation process, which reduced the contact area with the external environment, thereby reducing the moisture absorption and improving its stability. The uniformity and compressibility of the spray-dried extract powder were relatively ideal. The spray drying process atomized the Chinese medicine extract into extremely fine droplets, and at the same time, it was dried at high temperatures instantly. The particle size of the obtained extract powder was small and uniform. The secondary indicators of the compressibility of the extract powder had large porosity and specific surface area, which was conducive to the subsequent granulation, tableting and other preparation processes. At the same time, this also led to obvious moisture absorption of the extract powder and decreased stability. The fluidity indexes were all less than 5, and the secondary index repose angles were all >40 grader, og flyten var dårlig. Studier har vist at partikkelstørrelsen til pulver er den viktigste faktoren for å bestemme pulverets egenskaper. Adsorpsjonen, løseligheten, fluiditeten, uniformiteten og komprimerbarheten til ekstraktpulver fra kinesisk medisin vil endres tilsvarende[20]. HR- og H-verdiene som representerer stabiliteten til de tre tørkemetodene er alle store, og hygroskopisiteten er sterk. Den hygroskopiske mekanismen kan være relatert til den kjemiske sammensetningen eller krystalltransformasjonen av det kinesiske medisinekstraktpulveret [21].
Eksperimentet fant at flyten og stabiliteten til Scutellaria baicalensis ekstraktpulver var litt dårligere enn Coptis chinensis. Hovedforskjellen mellom de to var at fuktighetsabsorpsjonen av Scutellaria baicalensis ekstraktpulver var mer tydelig under lagringsprosessen, og tendensen til agglomerering og oppløsning var alvorlig. Det fysiske fingeravtrykkspekteret fant at likheten til Scutellaria baicalensis-prøver tørket ved normalt trykk ikke var høy, mens likheten mellom vakuum og spraytørking var høyere, mens likheten til Coptis chinensis-prøver tørket ved normalt trykk, vakuum og spraytørking var høyere. Dette kan skyldes forskjellene i de fysiske og kjemiske egenskapene til Scutellaria baicalensis og Coptis chinensis. De viktigste kjemiske komponentene i Scutellaria baicalensis er flavonoider, terpenoidforbindelser og polysakkarider. Ekstraktpulveret ble tørket og knust, noe som resulterte i pulverindikatorer som SSA og span lignaner. Hygroskopisiteten til hovedkomponentene var litt bedre enn for Scutellaria baicalensis. Resultatene av de sekundære pulverindikatorene D50, IC, Ie og SSA bekreftet også at Coptis chinensis-ekstraktpulveret var stabilt og jevnt, med en litt bedre fuktsikker effekt. Forberedelsesprosessen ødela ikke den strukturelle stabiliteten, og de fysiske fingeravtrykkene til hver prosess var svært like [22]. Hygroskopisiteten til CME-er og blandinger av medikament-hjelpestoff ble karakterisert i henhold til den etablerte todimensjonale karakteriseringsmetoden. Hver CME og medikament-hjelpestoffblanding ble klassifisert i henhold til dens hygroskopiske oppførsel. De fleste ekstraktpulverene til Scutellaria baicalensis og Coptis chinensis tilhørte den andre kategorien, med stor hygroskopisk likevektskapasitet og langsom hygroskopisk hastighet. Etter tilsetning av hjelpestoffer og maling og blanding tilhørte de fleste av legemiddel-hjelpestoffblandingene den tredje kategorien, med liten hygroskopisk likevektskapasitet og langsom hygroskopisk hastighet. -cyklodekstrin og laktose hadde de mest signifikante effektene. Tilsetning av ulike fuktbestandige hjelpestoffer vil endre kontaktområdet mellom ekstraktpulverpartiklene og det ytre miljøet i varierende grad, noe som reduserer vannabsorpsjonen. De viktigste pulverfysiske egenskapene til CME-er og blandede pulvere med hjelpestoffer, som partikkelstørrelse, porøsitet og spesifikt overflateareal, er nøkkelfaktorene som påvirker F∞ og t1/2, og er korrelert med de dynamiske todimensjonale karakteriseringsparametrene for hygroskopisitet [23]. PCA-modellanalyse fant at bidragene til hovedkomponent 1 var større for IH, HR, H, Da, Dc og partikkelstørrelse D50. Klyngedelen viste også en sterk korrelasjon mellom hverandre, som var sterkt korrelert med stabiliteten, stablingen og jevnheten til pulvermaterialet. I produksjonsprosessen av faste preparater er reduksjon av likevektsfuktighetsabsorpsjon av materialer og kontroll av fuktighetsabsorpsjonshastighet en av nøklene for å sikre kvaliteten på preparatene. Spesifikke hjelpestoffer kan screenes i henhold til klassifiseringen av fuktighetsabsorpsjonsadferd for effektivt å forhindre fuktabsorpsjonsfenomenet til tradisjonelle kinesiske medisinpreparater.
Referanser
[1] Wang Yajie, Jia Ailing, Tang Chengcheng, et al. Studie på effekten av fuktsikre hjelpestoffer og deres inkorporeringsteknologi på hygroskopisiteten til Scutellaria baicalensis-ekstrakt [J]. Journal of Traditional Chinese Medicine, 2018, 29(8): 1874-1876.
[2] Yang Yin, Feng Yi, Xu Desheng, et al. Studie på sammenhengen mellom tørkeprosess og fysiske egenskaper til kinesisk medisinekstrakter [J]. Chinese Journal of Pharmacy, 2008, 43(17):1295-1299.
[3] Wang Guangfa, Liang Xinli, Liao Zhenggen, et al. Effekt av tørkemetode på pulveregenskapene til ekstrakter fra kinesisk medisin [J]. Kinesisk patentmedisin, 2010, 32(11): 1932-1935.
[4] Li Yuanhui, Wu Zhenfeng, Yang Ming, et al. Forskningsstatus for effekten av forberedelsesprosessen på fysiske egenskaper til kinesisk medisinekstrakter [J]. Chinese Journal of Pharmaceutical Industry, 2016,47(9): 1143-1150.
[5] Zhan Juanjuan, Wu Zhenfeng, Shang Yue, et al. Analyse av nåværende status og eksisterende problemer med tørketeknologi for kinesisk urtemedisinekstrakter [J]. Kinesisk urtemedisin, 2017, 48(12): 2365-2370.
[6] Liu Zhigang, Li Xueling, Li Shasha, et al. Effekter av vanlige farmasøytiske hjelpestoffer på hygroskopisiteten til totale flavonoider av Ilex pubescens [J]. Chinese Journal of Experimental Traditional Chinese Medicine, 2014,20(1): 24-27.
[7] Sun Daokai, Fan Yiqin. Korrelasjon mellom overflatekarakteristikker og hygroskopisitet til Achyranthes bidentata-ekstraktpulver med forskjellige hjelpestoffer [J]. Kinesisk patentmedisin, 2018, 40(2): 326-330.
[8] Yang Jing, Wang Louqun, Xu Tianyang, et al. Effekter av typer fuktsikre hjelpestoffer og deres tilsetningsmetoder på hygroskopisiteten til ginsengekstrakt [J]. Kinesisk patentmedisin, 2020, 42(12): 3259-3263.
[9] Huang Yupu, Wu Dazhang, Tang Yumei, et al. Optimalisering av tørkemetode for sammensatt scutellaria baicalensis ekstraktpulver [J]. Chinese Pharmacy, 2022, 33(22): 2748-2752.
[10] Wang Yu, Li Xi, Feng Jianan, et al. Evaluering av tørkeprosessen av Bingpeng hemorroide stikkpilleekstraktpulver ved multiindeksbestemmelse og fysisk fingeravtrykkspekter [J]. Chinese Patent Medicine, 2022, 44(11): 3632-3635.
[11] Luo Zheng, Deng Wen, Zhang Qianliang, et al. Optimalisering av forberedelsesprosessen av Angelica sinensis brutt veggpulver og fysisk fingeravtrykkspektrumevaluering [J]. Kinesisk urtemedisin, 2019, 50(24):5980-5987.
[12] Wang Shenghua, Qin Chunjuan, An Shuangfeng, et al. Studie på korrelasjonen mellom løselighet og fysiske egenskaper til kinesisk medisingranulat fremstilt ved vannekstraksjon og tørrgranulering [J]. Chinese Herbal Medicine, 2023, 54(5): 1439-1448.
[13] Kinesisk farmakopé [S]. Del IV. 2020: 485.[14] Europeisk farmakope. Doseringsskjemaer Monografier [S]. 2013: 346-348.
[15] Zhang Yuhao, Wang Yawen, Su Junhui, et al. Forskningsfremgang av fysisk fingeravtrykk av kinesisk medisinpulver [J]. Journal of Analysis and Testing, 2021, 40(1): 139-148.
